Делаем микросхемы дома — шаги 0 и 1 / Habr

В этой статье я расскажу о начале своей работы над совершенно безбашенной задачей: конечная цель в том, чтобы получить рабочую микросхему по «толстым» нормам (5-10µm) дома. Это не первое апреля и я не сумасшедший, это просто моё хобби.

Возникла эта идея не сейчас и неспроста. С детства я хотел быть газосварщиком, и… делать микросхемы. И если по первому пункту мне достаточно быстро удалось сделать дома сварочный аппарат (бутан-водород/кислород), то с микросхемами все никак не складывалось. Долгое время все мысли останавливались на том, что я не знал где можно взять собственно полупроводники необходимой чистоты (и мысли останавливались на ковырянии мощных транзисторов), пока на форуме не подсказали что в принципе, можно и купить пластины. Затем я даже наткнулся на человека, который 20 лет работал над похожей задачей, и в итоге сдался. Пожалуй, тут можно было опустить руки и перестать тратить время на глупые мечты. Но, однажды я увидел ролик чудовищно гениальной женщины – Jeri Ellsworth – она смогла сделать отдельные полевые транзисторы на основе заводских пластин – и тогда я решил, что настало время поплотнее заняться этой проблемой.

В этой статьях я расскажу о своём текущем прогрессе, но не ждите быстрого продолжения – весь процесс может легко занять пару лет.

Шаг 0:

Были скуплены все книги по теме из местных Интернет-магазинов (как раз на 1 полку), повыкачаны из торрентов все доступные сборники оцифрованных книг. Теоретической информации там конечно много, но с практической стороны – многое покрыто мраком. Даже старые техпроцессы в деталях не описаны нигде, и потому придется много пробовать. Также перерыл интернет в поисках местных поставщиков всех потенциально необходимых материалов (собственно кремний, фоторезисты, химия, газы). Пока найти не удалось местную компанию которая может изготавливать асферическую оптику из оптического/кварцевого стекла – но это в ближайший год не станет препятствием.

Шаг 1: Кремний

Монокристаллический кремний – сердце домашней микросхемы. Вырастить дома – хоть и реально (по моим безумным меркам), но чертовски дорого. Потому я стал гуглить местных производителей кремния – кто-то говорил что они свернули производство и занимаются только сдачей помещений в аренду, кто-то не отвечал, пока наконец я не дошел до компании Терасил – там я наконец смог купить все что мне нужно. Самое главное – разрезанные и отполированные пластины монокристаллического кремния легированного в P и N тип (справа на фото).

Далее – куча разбитых пластин для тренировки. Потренировался раскалывать пластину на кусочки (оказалось, что они все с ориентацией кристаллической решетки 111 – раскалываются треугольниками, а не квадратами). Т.к они еще не отполированы – я попробовал и отполировать – провал полный: паста гои кремний не берет, нужна алмазная паста. Если со временем получится полировать, можно будет пробовать делать солнечные батареи (а из монокристаллического кремния они получаются довольно эффективные).

И наконец – кусочки монокристаллического кремния. Те что толстые слева – погрязнее (но достаточно чистые для микросхем), 2 тоненьких справа – сверхчистые, намного выше требований чистоты кремния для обычных микросхем. Само собой, разрезать их дома не выйдет (если конечно не завалялась алмазная дисковая пила) – только разбить. Нужны для того чтобы пробовать осаждать пленки аморфного кремния химическим (PE CVD Sih5) или физическим (испарение в вакууме) путем.

Какие дальше стоят задачи

  • В первую очередь – строительство печи на 1200 градусов для маленького образца. Промышленные печи под такую температуру в квартире не поставить, и стоят огого. Потому буду пробовать нагревать образец галогеновыми лампами с рефлекторами.
  • Переезд в отдельную квартиру: меня сразу выгонят увидев бородатого мужика в противогазе и резиновых перчатках с кучей подозрительных баночек.
  • Далее – необходимая химия и фоторезисты – и можно пробовать делать 1 транзистор по процессу Jeri.
Что я ищу и пока не нахожу

В первую очередь – это информация. Хотелось бы иметь контакты людей, которые работают на производстве – ведь я соберу все грабли, которые технологи собирали последние 50 лет Затем – информация о техпроцессах и главное – библиотеки под толстые техпроцессы – пока мне их не удалось достать, а из отдельных транзисторов особо не по-проектируешь. Ну и наконец, хочу найти разработчика ASIC, который показал бы мне основные шаги разработки (кое-что я думаю что знаю, но много пробелов и я могу ошибаться сильно). По всем этим вопросам приглашаю на форум по этому проекту (English only).

Комментарии / мнения — в студию.

habr.com

Делаем микросхемы дома — часть 3 / Habr

Прошло чуть больше года после предыдущих статей о моем проекте создания микросхем дома (1, 2), люди продолжают интересоваться результатами — а значит пора рассказать о прогрессе.

Напомню цель проекта: научиться изготавливать несложные кремниевые цифровые микросхемы в «домашних» условиях. Это никоим образом не позволит конкурировать с серийным производством — помимо того, что оно на порядки более совершенное (~22нм против ~20мкм, каждый транзистор в миллион раз меньше по площади), так еще и чудовищно дешевое (этот пункт не сразу стал очевиден). Тем не менее, даже простейшие работающие микросхемы, изготовленные в домашних условиях будут иметь как минимум образовательную и конечно декоративную ценность.

Как я уже упоминал в комментариях к другому топику, попытка выйти с этим проектом на kickstarter провалилась — проект не прошел модерацию из-за отсутствия прототипа. Это заставило в очередной раз переосмыслить пути коммерциализации этой упрощенной технологии. Возможность релиза технологии домашних микросхем в виде RepRap-подобного opensource-кита покрыта туманом: очень уж много опасной, дорогой и нестойкой химии — так просто рассылать по почте не выйдет. Также по видимому отсутствует возможность делать мелкие партии микросхем дешевле серийных заводов: сейчас минимальные тестовые партии микросхем можно изготавливать примерно по 30-50$ штука (в партии ~25 штук), и существенно дешевле 30$ за микросхему сделать это на самодельной упрощенной установке не получится. Кроме того, не смотря на низкую цену на обычных заводах — любительские микросхемы практически никто не делает, задач где они имели бы преимущества перед FPGA/CPLD/микроконтроллерами практически нет, а стоимость и сложность разработки — остается очень высокой.

Но как я уже упоминал выше — даже с этими недостатками проект остается для меня интересным.

Из того, что уже упоминалось в моих других статьях в последние месяцы — куплен кислородный концентратор, позволяет получить ~95% кислород без головной боли. Из вредных примесей — похоже только углекислый газ (35ppm), будем надеяться, этого будет достаточно. Также едет из Китая генератор озона (ему на входе нужен кислород) — есть результаты исследований, показывающих что им удобно растить тонкие подзатворные диэлектрики и использовать как один из этапов для очистки пластин.

Уже достаточно давно куплен металлографический микроскоп, и исследованы кучи существующих микросхем. В целом, стало намного понятнее с чем придется иметь дело. И наконец, поскольку микроскоп — симметричный прибор, его можно использовать для проекции уменьшенного изображения при фотолитографии. Совмещение изображения — визуальное и ручное. Источник освещения для проецирования — даже не обязательно УФ диодом делать, белый свет также вполне подойдет — качество изображения позволяет (хотя мощные 405нм диоды у меня тоже есть). Достижимые таким образом нормы фотолитографии — микронные (если сильно постараться — то до ~350нм), но смысла сильно уменьшать транзисторы нет — т.к. пропорционально уменьшается и «размер кадра», контакты к которым придется приваривать выводы станут слишком мелкими. Так что придется первоначально ограничиться нормами 10-20мкм, как и планировалось.

Микроскоп несколько поколебал веру как в отечественных производителей, так и в китайских. Оказалось, некоторые «отечественные» микроскопы — перемаркированные китайцы за 200-300% цены. С другой стороны — один из объективов похоже немного кривоват и предметный столик имел небольшой дефект литья — пришлось дорабатывать напильником (в прямом смысле этого слова).

Один из важных химических элементов для производства микросхем — вода. Опять-же в Китае куплен кондуктометр — измеритель электропроводности воды. По электропроводности можно оценить количество растворенных солей (+-50%, если не известно что именно растворено). В воде обычно растворены соли калия, натрия, кальция и марганца — и все они очень опасны для микросхем (особенно натрий и калий), т.к. их ионы могут быстро двигаться в кремнии и оксиде кремния при обычных температурах и изменять электрические параметры транзисторов (для полевых транзисторов — пороговое напряжение, утечку).

Измерил имеющиеся образцы воды, и получил следующее:









Концентрация примесей
Водопроводная вода219ppm
«Новый» бытовой фильтр118ppm
«Старый» бытовой фильтр210ppm
Кипяченая вода из нового фильтра140ppm

(!!! 2 раза перепроверял)
Бидистиллированная вода из Русхима

(Не похоже на бидистиллированную)
10ppm
Деионизировнаная вода из института микробиологии0ppm
Деионизированная после 6 часов на воздухе

(Из-за растворения углекислого газа из воздуха)
8ppm

«Правильная» деионизированная вода — должна иметь 0.1ppm и менее, что меньше того, что может измерить мой прибор. Тем не менее, сразу видно, что далеко не любой источник воды подойдет. Куплены ионообменные смолы — они используются для очистки воды до деионизированной. Оказалось, закрома родины очень глубоки — одна из банок расфасована в 1968-м году

Также удалось купить и TMAH (тетраметиламмония гидроксид) — используется как проявитель для фоторезиста, не содержащий ионов щелочных металлов (которые как мы знаем — зло).

Для вакуумной системы — вместо покупки вакуумной резины (несколько раз пытался — но так и не осилил), нашелся в Китае вот такой вот gasket maker — паста, которую можно выдавить в нужную форму, она затвердевает — и становится резиновой.

По печке: для теплоизоляции — куплено вот такое базальтовое полотно, используется для теплоизоляции ядерных реакторов. Выдерживает 1000-1200 градусов.

Под микроскопом — видно отдельные нити расплавленного базальта, из которых сплетено полотно. Вот это настоящие нанотехнологии!!! В голове по началу не укладывается: как из камня можно сделать тончайшие нити, и соткать гибкий материал? (масштаб: 1 пиксель ~ 3 микрометра):

Найдены и порезаны кварцевые трубки для печки разного диаметра. Первый уровень теплоизоляции — воздушный зазор межу вставленными друг в друга трубками.

Изначально я думал питать печку прямо от 220 вольт — но все-же благоразумно решил перейти на питание постоянным напряжением 48 Вольт — это позволит как точнее регулировать и контролировать мощность, так и сделает конструкцию безопаснее. Куплены 2 блока питания на 400Вт. Как китайцы такой блок производят и доставляют за 19$ — загадка:

Для контроля температуры — изначально были куплены высокотемпературные термопары, рассчитанные на 1200 градусов (про них писал в прошлой серии — но фотографии не было). Размер конечно конский. Вероятно будет проще следить за уровнем инфракрасного излучения на длине волны 1мкм — кварц для него прозрачен.

И наконец — инертная среда для печки. В моем случае это Аргон. Из-за особенностей разделения газов — аргон получается чище, чем азот, хоть и несколько дороже. Я купил маленький 10л баллон, и регулятор. Регулятор внезапно не подошел — резьба не совпадает, нужно или переходник искать, или другой регулятор покупать.

Оказалось, сжатые газы продают рядом с домом (жизнь в промышленной зоне Москвы имеет свои преимущества) — и я приехал за ним с тележкой. Рабочий не оценил мой порыв — и настоятельно рекомендовал завернуть баллон в картон, чтобы прохожие не переживали. За 15 минут мы справились с камуфляжем. В общем, встреча с реальным миром вечно дарит сюрпризы 🙂

Самое главное — удалось досконально разобраться в том, как работает микросхемы по NMOS технологии, зачем там 3 напряжения питания (или 2, со снижением скорости). Также наконец найден качественный open-source софт для разработки простых микросхем, в том числе поддерживающий и NMOS процесс — gnuelectric:

Из того, что упоминал в предыдущей статье — TEOS видимо не нужен, слишком сложно с ним работать, HMDS — не обязателен, по крайней мере для «больших» транзисторов.

Генератор азота — это конечно удобно, работать с пластинами в инертной атмосфере и не возиться с баллонами, но также не критично.

Единственное, что серьёзно могло бы облегчить работу — это образцы spin-on dopants и spin-on glass. В России по различным причинам их не используют и не производят, за рубежем — производителей мало, продается большими партиями и стоит дорого (тысячи $). Компания Emulsitone, у которой покупала образцы Jeri Ellsworth когда делала свои транзисторы — похоже загнулась, с ними связаться так и не удалось. Но это также не обязательный пункт — работать можно и без них (с фосфорной и борной кислотами, POCl3 и BBr3), хоть и намного сложнее / несколько опаснее.

И наконец — конечно не хватает спонсора для моих проектов, иногда между дополнительными затратами времени и дополнительными затратами денег приходится выбирать первое. Если кто-то из компаний или частных лиц имеет желание спонсировать мои проекты (условия обсуждаемы) — вы знаете, где меня найти :-).
Update: Ориентировочная смета есть, высылаю по запросу — т.е. представление на что именно нужны деньги — есть.

В прошлой статье я упоминал о моём классическом микроэлектронном проекте — я хотел разработать и производить на серийных заводах микроконтроллеры. Исследовав под микроскопом конкурентов (нормы производства, площадь), и узнав цены производства на практически всех заводах (как отечественных, так и зарубежных) — стало понятно, что бизнес это хороший, хоть и очень капиталоемкий. Тем не менее, тут похоже пока не судьба — в Сколково проект дважды завернули, из-за отсутствия у меня профильного опыта. С одной стороны они безусловно правы, с другой — пришел бы Цукерберг в Сколково, а ему «А сколько социальных сетей вы уже создали?». Вводить в команду фиктивных членов — совершенно нет желания. Так что жизнь как всегда вносит коррективы в радужные планы — видимо сначала придется зарабатывать деньги на проект другими путями, и вернуться к нему через 3-5 лет (если он тогда еще будет кому-то нужен). Следующий шаг — сборка печки с управляющей электроникой, и наконец производство первых образцов. Для начала — кремниевые диоды, исследование их характеристик, солнечные батареи, затем — полевые транзисторы, возможно и биполярные. Можно попробовать сделать диоды Шоттки — но с ними все не так просто (высокие требования к интерфейсу металл-полупроводник и краям диода).

Затем нужно думать, как в домашних условиях сделать ультразвуковую или термокомпрессионную сварку проволоки с кремниевой пластиной — это нужно для подключения выводов.

Надеюсь, в обозримом будущем домашние микросхемы мы все-же увидим 🙂

habr.com

Делаем микросхемы дома — часть 3 : Сваричевский Михаил

Прошло чуть больше года после предыдущих статей о моем проекте создания микросхем дома (1, 2), люди продолжают интересоваться прогрессом – а значит пора рассказать о прогрессе.

Напомню цель проекта : научиться изготавливать несложные кремниевые цифровые микросхемы в “домашних” условиях. Это никоим образом не позволит конкурировать с серийным производством – помимо того, что оно на порядки более совершенное (~22нм против ~20мкм, в миллион раз меньше по площади), так еще и чудовищно дешевое (этот пункт не сразу стал очевиден). Тем не менее, даже простейшие работающие микросхемы, изготовленные в домашних условиях будут иметь как минимум образовательную и конечно декоративную ценность.

Начнем с неудач и драмы

Как я уже упоминал в комментариях к другому топику, попытка выйти с этим проектом на kickstarter провалилась – проект не прошел модерацию из-за отсутствия прототипа. Это заставило в очередной раз переосмыслить пути коммерциализации этой упрощенной технологии. Возможность релиза технологии домашних микросхем в виде RepRap-подобного opensource-кита покрыта туманом: очень уж много опасной, дорогой и нестойкой химии – так просто рассылать по почте не выйдет. Также по видимому отсутствует возможность делать мелкие партии микросхем дешевле серийных заводов: сейчас минимальные тестовые партии микросхем можно изготавливать примерно по 30-50$ штука (в партии ~25 штук), и существенно дешевле 30$ за микросхему сделать это на самодельной упрощенной установке не получится. Кроме того, не смотря на низкую цену на обычных заводах – любительские микросхемы практически никто не делает, задач где они имели бы преимущества перед FPGA/CPLD практически нет, а стоимость разработки – остается очень высокой.

Тем не менее, проект остается интересным в образовательных целях, как образец безумства и для создания декоративных электронных продуктов.

Логистика

Из того, что уже упоминалось в моих других статьях в последние месяцы – куплен кислородный концентратор, позволяет получить ~95% кислород без головной боли. Из вредных примесей – похоже только углекислый газ (35ppm), будем надеяться, этого будет достаточно. Также едет из Китая генератор озона (ему на входе нужен кислород) – есть результаты исследований, показывающих что им удобно растить тонкие подзатворные диэлектрики и использовать как один из этапов для очистки пластин.

Уже достаточно давно куплен металлографический микроскоп, и исследованы кучи существующих микросхем. В целом, стало намного понятнее с чем придется иметь дело. И наконец, поскольку микроскоп – симметричный прибор, его можно использовать для проекции уменьшенного изображения при фотолитографии. Совмещение изображения – визуальное и ручное. Источник освещения для проецирования – даже не обязательно УФ диодом делать, белый свет также вполне подойдет – качество изображения позволяет. Достижимые нормы фотолитографии – микронные, но смысла сильно уменьшать транзисторы нет – т.к. пропорционально уменьшается и “размер кадра”, контакты к которым придется приваривать выводы станут слишком мелкими. Так что придется первоначально ограничиться нормами 10-20мкм, как и планировалось.

Микроскоп несколько поколебал веру как в отечественных производителей, так и в китайских. Оказалось, некоторые “отечественные” микроскопы – перемаркированные китайцы за 200-300% цены. С другой стороны – один из объективов похоже немного кривоват и предметный столик имел небольшой дефект литья – пришлось дорабатывать напильником (в прямом смысле этого слова).

Один из важных химических элементов для производства микросхем – вода. Опять-же в Китае куплен кондуктометр – измеритель электропроводности воды. По электропроводности можно оценить количество растворенных солей (+-50%, если не известно что именно растворено). В воде обычно растворены соли калия, натрия, кальция и марганца – и все они очень опасны для микросхем (особенное натрий и калий), т.к. их ионы могут быстро двигаться в кремнии и оксиде кремния при маленьких температурах и изменять электрические параметры транзисторов (для полевых транзисторов – пороговое напряжение, утечку).

Измерил имеющиеся образцы воды, и получил следующее:

Концентрация примесей
Водопроводная вода219ppm
Свежий бытовой фильтр118ppm
Кипяченая вода140ppm
(!!! 2 раза перепроверял)
Бидистиллированная вода из Русхима
(Не похоже на бидистиллированную)
10ppm
Деионизировнаная вода из института микробиологии0ppm
Деионизированная после 6 часов на воздухе
(Из-за растворения углекислого газа из воздуха)
8ppm

“Правильная” деионизированная вода – должна иметь 0.1ppm и менее, что меньше того, что может измерить мой прибор. Тем не менее, сразу видно, что далеко не любой источник воды подойдет. Куплены ионообменные смолы – они используются для очистки воды до деионизированной. Оказалось, закрома родины очень глубоки – одна из банок расфасована в 1968-м году

Также удалось купить и TMAH (тетраметиламмония гидроксид) – используется как проявитель для фоторезиста, не содержащий ионов щелочных металлов (которые как мы знаем – зло).

Для вакуумной системы – вместо покупки вакуумной резины (несколько раз пытался – но так и не осилил), нашелся в Китае вот такой вот gasket maker – паста, которую можно выдавить в нужную форму, она затвердевает – и становится резиновой.

По печке : для теплоизоляции – куплено вот такое базальтовое полотно, используется для теплоизоляции ядерных реакторов:

Под микроскопом – видно отдельные нити расплавленного базальта (вулканического камня), из которых сплетено полотно. Вот это настоящие нанотехнологии!!!! В голове по началу не укладывается : как из камня можно сделать тончайшие нити, и соткать гибкий материал? (масштаб : 1 пиксель ~ 3 микрометра):

Найдены и порезаны кварцевые трубки для печки разного диаметра. Первый уровень теплоизоляции – воздушный зазор межу вставленными друг в друга трубками.

Изначально я думал питать печку прямо от 220 вольт – но все-же благоразумно решил перейти на питание постоянным током 48 Вольт – это позволит как точнее регулировать и контролировать мощность, так и сделает конструкцию безопаснее. Куплены 2 блока питания на 400Вт. Как китайцы такой блок производят и доставляют за 19$ – загадка:

Для контроля температуры – изначально были куплены высокотемпературные термопары, рассчитанные на 1200 градусов (про них писал в прошлой серии – но фотографии не было). Размер конечно конский. Вероятно будет проще следить за уровнем инфракрасного излучения на длине волны 1мкм – кварц для него прозрачен.

И наконец – инертная среда для печки. В моем случае это Аргон. Из-за особенностей разделения газов – аргон получается чище, чем азот, хоть и несколько дороже. Я купил маленький 10л баллон, и регулятор. Регулятор внезапно не подошел – резьба не совпадает, нужно или переходник искать, или другой регулятор покупать.

Оказалось, сжатые газы продают рядом с домом (жизнь в промышленной зоне Москвы имеет свои преимущества) – и я приехал за ним с тележкой. Рабочий не оценил мой порыв – и настоятельно рекомендовал завернуть баллон в картон, чтобы прохожие не переживали. За 15 минут мы справились с камуфляжем. В общем, встреча с реальным миром вечно дарит сюрпризы 🙂

Софт и разработка

Самое главное – удалось досконально разобраться в том, как работает микросхемы по NMOS технологии, зачем там 3 напряжения питания (или 2, со снижением скорости). Также наконец найден качественный open-source софт для разработки простых микросхем, в том числе поддерживающий и NMOS процесс – gnuelectric:

Чего еще не хватает

Из того, что упоминал в предыдущей статье – TEOS видимо не нужен, слишком сложно с ним работать, HMDS – не обязателен, по крайней мере для “больших” транзисторов.

Генератор азота – это конечно удобно, работать с пластинами в инертной атмосфере и не возиться с баллонами, но также не критично.

Единственное, что серьёзно могло бы облегчить работу – это образцы spin-on dopants и spin-on glass. В России по различным причинам их не используют и не производят, за рубежем – производителей мало, продается большими партиями и стоит дорого (тысячи $). Компания Emulsitone, у которой покупала образцы Jeri Ellsworth когда делала свои транзисторы – похоже загнулась, с ними связаться так и не удалось. Но это также не обязательный пункт – работать можно и без них (с фосфорной и борной кислотами, POCl3 и BBr3), хоть и намного сложнее / несколько опаснее.

И наконец – конечно не хватает спонсора для моих проектов, иногда между дополнительными затратами времени и дополнительными затратами денег приходится выбирать первое. Если кто-то из компаний или частных лиц имеет желание спонсировать мои проекты (условия обсуждаемы) – вы знаете, где меня найти :-).

О “серийных” проектах

В прошлой статье я упоминал и о моём классическом микроэлектронном проекте – я хотел разработать и производить на серийных заводах микроконтроллеры. Исследовав под микроскопом конкурентов (нормы производства, площадь), и узнав цены производства на практически всех заводах – стало понятно, что бизнес это хороший, хоть и капиталоемкий. Тем не менее, тут похоже пока не судьба – в Сколково проект дважды завернули, из-за отсутствия у меня профильного опыта. С одной стороны они безусловно правы, с другой – пришел бы Цукерберг в Сколково, а ему “А сколько социальных сетей вы уже создали?”. Вводить в команду фиктивных членов – совершенно нет желания. Так что видимо, сначала придется зарабатывать деньги на проект другими путями, и вернуться к нему через 3-5 лет (если он тогда еще будет кому-то нужен).

Дальнейшие планы

Следующий шаг – сборка печки с управляющей электроникой, и наконец производство первых образцов. Для начала – кремниевые диоды, исследование их характеристик, затем – полевые транзисторы, возможно и биполярные. Затем нужно думать, как в домашних условиях сделать ультразвуковую или термокомпрессионную сварку проволоки с кремниевой пластиной – это нужно для подключения выводов.

Надеюсь, в обозримом будущем мы все-же увидим домашние микросхемы 🙂

3.14.by

Паяльник для микросхем своими руками


Доброго времени суток всем самоделкиным. Многие радиолюбители сталкиваются с такой проблемой, как припаивание мелких деталей, когда паяльник становиться большим по сравнению с размерами микросхем. Немногие знают, что эту проблему можно решить, сделав свой паяльник для микросхем. В этой статье я расскажу, как сделать этот чудопаяльник, который придется по душе каждому радиолюбителю.

В работе радиолюбителя приходится “дружить” с паяльником, но когда его размеры становятся неудобными нужно искать выход из этой проблемы. Проблема решается созданием паяльника для микросхем своими руками.

Для создания паяльника автор самоделки применяет довольно простые детали, в большинстве случаев они есть у каждого радиолюбителя.

А именно это:
•Резистор МЛТ (мощность его 0.5-2 Ватта), Сопротивление от 5 до 10 Ом.
•Отрезок двустороннего текстолита, размером 3*1 см.
•Кусочек стальной проволоки, приблизительно диаметром около 0.8 мм.
•Медная проволока, (снять ее можно, например, из блока питания компьютера), именно она будет служить жалом паяльника.
•Любая шариковая ручка, которая вам по душе, нужна для корпуса паяльника.


Приступаем к сборке, необходимо снять защитный лак и краску с резистора, для уменьшения времени возни с этим делом можно нагреть резистор.

Следующий шаг. Отрезаем один из контактов резистора, на его месте делаем отверстие мелким сверлом. После того, как отверстие готово видно что сам резистор дальше просверлен, именно советские резисторы сделаны так, в импортных такого отверстия нет. Другой конец резистора будет подключен к источнику питания и одновременно служить креплением на ручке.


Далее нужно расширить отверстие резистора, в его начале сделать потай большим сверлом, чтобы жало не касалось стенок резистора, в это место будет припаян второй контакт к питанию.

Этот контакт можно сделать, например, из железной проволоки, в данном случае автор самоделки применяет пружину, взятую из металлического штекера.


Он должен хорошо залуживаться, сделанное в его середине кольцо должно получиться немного меньше по диаметру резистора так, чтобы он резистор плотно одевался на кольцо.

Делаем плату из текстолита, двустороннюю, передняя часть её широкая, с двумя контактами для нашей проволоки с кольцом, припаянная к резистору, средняя для закрепления в корпусе ручки и самая узкая, чтобы припаять провода питания.


Приступим к сборке паяльника в одно целое. Сначала оденем проволоку с кольцом на резистор со стороны отверстия, предварительно залудив эти части, припаиваем их.

Припаиваем контакты для питания к нашей печатной плате.
Теперь нужно жало для паяльника, в этом поможет медная проволока перед ее установкой нужно в корпусе резистора поместить какой либо кусочек, например, той же керамики, чтобы жало не замыкало резистор с его вторым контактом.

Жало можно сделать любой формы, удобной для использования, нужно всего лишь изогнуть его так как нужно вам, для контактов микросхем побольше можно сплющить жало.

Паяльник почти готов, осталось закрутить корпус на плате и припаять провода к источнику питания, им может послужить любой 15 вольтовый блок с силой тока 1 Ампер. Пайка таким паяльником намного удобнее, чем большегабаритным, он удобно сидит в руке такое чувство, что пишешь ручкой, на самом же деле в руке паяльник, в его преимущества входят как мелкий размер жала и самого паяльника, так и его вес, по сравнению с обычным он легче примерно в три раза. Всем удачных самоделок и повторений, сделанных автором.

Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Подборка простых и эффективных схем.

Мультивибратор. 

Первая схема – простейший мультивибратор. Не смотря не его простоту, область применения его очень широка. Ни одно электронное устройство не обходится без него. 

На первом рисунке изображена его принципиальная схема. 

В качестве нагрузки используются светодиоды. Когда мультивибратор работает – светодиоды переключаются. 

Для сборки потребуется минимум деталей: 

1. Резисторы 500 Ом – 2 штуки 

2. Резисторы 10 кОм – 2 штуки 

3. Конденсатор электролитический 47 мкФ на 16 вольт – 2 штуки 

4. Транзистор КТ972А – 2 штуки 

5. Светодиод – 2 штуки

Транзисторы КТ972А являются составными транзисторами, то есть в их корпусе имеется два транзистора, и он обладает высокой чувствительностью и выдерживает значительный ток без теплоотвода. 

Когда вы приобретёте все детали, вооружайтесь паяльником и принимайтесь за сборку. Для проведения опытов не стоит делать печатную плату, можно собрать всё навесным монтажом. Спаивайте так, как показано на рисунках.

Рисунки специально сделаны в разных ракурсах и можно подробно рассмотреть все детали монтажа. 

А уж как применить собранное устройство, пусть подскажет ваша фантазия! Например, вместо светодиодов можно поставить реле, а этим реле коммутировать более мощную нагрузку. Если изменить номиналы резисторов или конденсаторов – изменится частота переключения. Изменением частоты можно добиться очень интересных эффектов, от писка в динамике, до паузы на много секунд.. 

Фотореле. 

А это схема простого фотореле. Это устройство с успехом можно применить где Вам угодно, для автоматической подсветки лотка DVD, для включения света или для сигнализации от проникновения в тёмный шкаф. Предоставлены два варианта схемы. В одном варианте схема активируется светом, а другом его отсутствием.

Работает это так: когда свет от светодиода попадает на фотодиод, транзистор откроется и начнёт светиться светодиод-2. Подстроечным резистором регулируется чувствительность устройства. В качестве фотодиода можно применить фотодиод от старой шариковой мышки. Светодиод – любой инфракрасный светодиод. Применение инфракрасного фотодиода и светодиода позволит избежать помех от видимого света. В качестве светодиода-2 подойдёт любой светодиод или цепочка из нескольких светодиодов. Можно применить и лампу накаливания. А если вместо светодиода поставить электромагнитное реле, то можно будет управлять мощными лампами накаливания, или какими-то механизмами. 

На рисунках предоставлены обе схемы, цоколёвка(расположение ножек) транзистора и светодиода, а так же монтажная схема.

При отсутствии фотодиода, можно взять старый транзистор МП39 или МП42 и спилить у него корпус напротив коллектора, вот так:

Вместо фотодиода в схему надо будет включить p-n переход транзистора. Какой именно будет работать лучше – Вам предстоит определить экспериментально. 

Усилитель мощности на микросхеме TDA1558Q. 

Этот усилитель имеет выходную мощность 2 Х 22 ватта и достаточно прост для повторения начинающими радиолюбителями. Такая схема пригодится Вам для самодельных колонок, или для самодельного музыкального центра, который можно сделать из старого MP3 плеера. 

Для его сборки понадобится всего пять деталей:

1. Микросхема – TDA1558Q 

2. Конденсатор 0.22 мкФ 

3. Конденсатор 0.33 мкФ – 2 штуки 

4. Электролитический конденсатор 6800 мкФ на 16 вольт 

Микросхема имеет довольно высокую выходную мощность и для её охлаждения понадобится радиатор. Можно применить радиатор от процессора. 

Всю сборку можно произвести навесным монтажом без применения печатной платы. Сначала у микросхемы надо удалить выводы 4, 9 и 15. Они не используются. Отсчёт выводов идёт слева направо, если держать её выводами к себе и маркировкой вверх. Потом аккуратно распрямите выводы. Далее отогните выводы 5, 13 и 14 вверх, все эти выводы подключаются к плюсу питания. Следующим шагом отогните выводы 3, 7 и 11 вниз – это минус питания, или «земля». После этих манипуляций прикрутите микросхему к теплоотводу, используя теплопроводную пасту. На рисунках виден монтаж с разных ракурсов, но я всё же поясню. Выводы 1 и 2 спаиваются вместе – это вход правого канала, к ним надо припаять конденсатор 0.33 мкФ. Точно так же надо поступить с выводами 16 и 17. Общий провод для входа это минус питания или «земля». 

К выводам 5, 13 и 14 припаяйте провод плюса питания. Этот же провод припаивается к плюсу конденсатора 6800 мкФ. Отогнутые вниз выводы 3, 7 и 11 так же спаиваются вместе проводом, и этот провод припаивается к минусу конденсатора 6800 мкФ. Далее от конденсатора провода идут к источнику питания. 

Выводы 6 и 8 – это выход правого канала, 6 вывод припаивается к плюсу динамика, а вывод 8 к минусу. 

Выводы 10 и 12 – это выход левого канала, вывод 10 припаивается к плюсу динамика, а вывод 12 к минусу. 

Конденсатор 0.22 мкФ надо припаять параллельно выводам конденсатора 6800 мкФ. 

Прежде чем подавать питание, внимательно проверьте правильность монтажа. На входе усилителя надо поставить сдвоенный переменный резистор 100 кОМ для регулировки громкости. 

sdelaysam-svoimirukami.ru

Схема простого металлоискателя своими руками

Привет, друзья, сегодня поговорим о самодельном металлоискателе. Сначала я нашел схему в интернете на базе микросхемы-таймера NE555P, но она показалась мне слишком сложной для тех, кто не понимает в обозначениях на радиосхемах, да и выводить ее на плату, тоже сложновато. Поэтому я, немного переделал схему, а собирать ее будем чем-то средним между платой и навесным монтажом. Вот сама схема:

Нам понадобятся

  • Микросхема NE555P.
  • Резистор 51 кОм.
  • Конденсатор 2,2 мкФ (2 штуки).
  • Конденсатор 10 мкФ.
  • Зуммер.
  • Батарейка типа «Крона» и коннектор для нее.
  • Медная проволока 0,2 мм.
  • Картон толщиной 1-2 мм.

Изготовление простого металлоискателя


Собирать схему будем на куске картона. В нем для каждой детали я проделывал отверстия при помощи иголки, так как ножки самих радиодеталей слишком тонкие. Для начала вставляем микросхему. Теперь к самой первой лапке припаиваем минусовую ногу конденсатора на 2,2 мкФ.

Теперь вставляем резистор. Одну ногу припаиваем ко второй лапке микросхемы и плюсу конденсатора. Вторую ногу припаиваем к третьей лапке микросхемы.

Теперь вставляем конденсатор на 2,2 мкФ. Минусовую ногу тоже припаиваем к третьей ноге микросхемы. Плюсовая позже пойдет к катушке, ее изготовим позже. К этой ножке я припаял один провод. Также один провод припаиваем ко второй ножке.


К минусовой ноге конденсатора на 2,2 мкФ припаиваем плюсовую ногу конденсатора на 10 мкФ. К минусовой необходимо подключить ножку зуммера. Оставшуюся ножку зуммера подключаем к первой ноге микросхемы. Для подключения зуммера, у меня на схеме используются синий и розовый провода.

Теперь осталось закоротить вторую и шестую ножки микросхемы. А также четвертую и восьмую, к восьмой припаиваем плюсовой провод от коннектора для кроны. Минусовой провод от коннектора припаиваем к первой лапке микросхемы.
Сама схема на этом готова.


Теперь сделаем катушку. Для нее потребуется два CD или DWD диска. Из картона вырезаем круг диаметром 50 мм.

Теперь приклеиваем этот круг между дисками. Сначала я пытался использовать суперклей, но он ничего не клеил. Поэтому места склеивания на дисках пришлось пошкрябать, чтобы сделать поверхность шершавей, и вместо суперклея я использовал термоклей. Теперь начинаем наматывать проволоку на картонку. Нужно намотать 315 витков. После того, как намотаете, концы катушки припаяйте к тем двум проводам, которые выводили раньше (у меня они черные). На этом изготовление металлоискателя окончено. Для него осталось сделать лишь ручку.
Плата получилась очень компактная и даже вместе с кроной влезет практически в любой корпус. Можно взять толстую ПВХ трубу, один конец отрезать под 45 градусов, и к нему приклеить катушку. А схему и крону поместить в саму трубу. Как только вы вставите батарейку, зуммер начнет пищать, и когда катушка окажется над металлом, зуммер начнет пищать иначе, думаю, вы сразу поймете.

sdelaysam-svoimirukami.ru

чипы памяти | Как сделать своими руками.

Печать микросхем в типографии
Компания Thin Film Electronics, которая специализируется на создании экологических чипов памяти для электронных игрушек, разработала метод наделить свой товар функциями вычислительной техники (компьютера). Новая разработка — это результат совместной работы с научно-исследовательским центром Xerox PARC. Сама по себе разработка, а точнее метод, позволяет изготавливать микрокомпьютеры в типографии. Стоимость таких радиометок не превышает нескольких центов за штуку.
Thin Film начала свою деятельность с середины 90-ых, занимаясь производством пленочных микросхем. Объем , которых не превышает 20000 байт. Данные микросхемы основа современных электронных игрушек.

 какая же польза от сотрудничества с PARC?

Сотрудничество с PARC сделало данные микрокомпьютеры «намного умнее» своих предыдущих сородичей. В настоящее время они могут отслеживать абсолютно любые перемещения и отправлять данные об окружающих объектах, информация о которых считывается посредством сенсоров. Емкостная память микросхем также существенно увеличилась.

а что с ценами?

Но при разработке этих чипов памяти, нельзя было, не коснутся и ценового вопроса. К примеру чипы RFID, создаются на кремниевой основе, что в настоящее время очень не рентабельно(цена превышает несколько долларов за штуку).
В моделях пленочных чипов памяти , информация считывается посредством ридера, что в свою очередь объясняет отсутствие собственных источников питания. Однако чтобы осуществлять трансляцию сигналов по радио, необходим свой собственный источник питания, по словам разработчиков, данная модернизация будет осуществлена к 2013 — 2014 гг.

а как же производят чипы памяти?

На сегодняшний день производство чипов памяти ничем не отличается от повседневной печати газеты. Разница лишь в том, что вместо газеты, под печатным станком находится тонкий ПЭТ-пластик, который также применяется для изготовления пластиковой тары для напитков. На пластину наносят драгоценные и цветные металлы, толщиной, которая не превышает нескольких десятков нанометров, образуя при этом готовую к эксплуатации микросхему. За один процесс печатный станок выпускает от 500 тыс. до 4 млн. чипов памяти. Причем данный процесс намного рентабельнее, чем производство микросхем на кремниевой основе.
Конечно, заменить полностью технологию RIFD или более сложные датчики, печатные микросхемы не в состоянии, однако именно печатные микросхемы могут стать очень значительной предпосылкой для создания сети по отслеживаю объектов в реальном физическом мире. Ко всему этому данные микросхемы могут обмениваться незначительным потоком информации.

igor97.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о